Встроенный датчик температуры

(Встроенная термопара/RTD)

Обзор

Термопара измеряет температуру на основе термоэлектрического эффекта, выдавая нелинейный сигнал в милливольтах, который преобразуется в соответствующее значение температуры путем проверки калибровочной таблицы. RTD (детектор температуры сопротивления) измеряет температуру на основе температурных характеристик сопротивления-материалов, выдавая нелинейный сигнал-линейного сопротивления, который также преобразуется в температуру с помощью калибровочной таблицы.

Эти два нелинейных-метода, требующие поиска в калибровочной таблице, вызывают множество неудобств в крупномасштабных-практических приложениях, особенно ограничивая компьютерное-отображение, расчеты и управление.

Интегрированная термопара/RTD с датчиком температуры по существу представляет собой термопару или RTD с модулем датчика температуры, установленным внутри его клеммной головки. Не-линейный сигнал от термопары/RTD преобразуется модулем датчика в однородный, линейный, стандартизированный выходной сигнал для удобного отображения, удаленной передачи, совместного использования сигнала и встроенного управления. Температуру можно рассчитать напрямую, без калибровочной таблицы, и продукт имеет превосходную взаимозаменяемость. Например, встроенная термопара с диапазоном 0–300 градусов можно заменить встроенным термометром сопротивления Pt100 с тем же диапазоном 0–300 градусов.

Линейная зависимость: означает, что две переменные связаны между собой функцией первого-порядка, выражаемой как: y=ax+b, где a и b — константы, а y и x — две переменные (например, измеряемая температура среды и выходной сигнал).

Принцип работы датчика температуры

Классификация встроенных термопар / термометров сопротивления

Встроенные термопары и термометры сопротивления добавляют функцию передачи температуры или функцию отображения на месте- к стандартным термопарам/термисторам сопротивления. В частности, модуль датчика температуры и/или полевая головка дисплея устанавливаются в исходную клеммную головку. В практическом применении существует 6 типов:

Модуль датчика температуры

Типы и коды

Диапазон измерения встроенной термопары / RTD

Диапазон измерения встроенной термопары/RTD напрямую связан со стандартным выходным сигналом и должен быть четко указан при выборе.

Диапазон температурного преобразователя и диапазон измерения термопары/RTD — это две разные концепции:

Диапазон измерения: максимальная работоспособность

Диапазон преобразователя: фактически необходимый рабочий диапазон (участок в пределах диапазона измерения)

Например: термопара типа K имеет диапазон измерения 0–1200 градусов, но фактический рабочий диапазон составляет 0–900 градусов, поэтому диапазон преобразователя можно установить на 0–1000 градусов, что соответствует 4–20 мА.

Для улучшения разрешения диапазон можно сузить, сосредоточив внимание на основной рабочей секции. Например, вольфрам-рениевая термопара для контроля температуры имеет диапазон измерения 0–2100 градусов, а основная рабочая секция — 1400–1600 градусов. Для повышения точности управления диапазон преобразователя можно установить на 1300–1700 градусов.

В настоящее время широко используются передатчики фиксированного радиуса действия; их диапазон нельзя изменить после установки. Цифровые программируемые передатчики с поддержкой связи позволяют настраивать входные сигналы и выходные диапазоны по мере необходимости.

Расчет температуры

Диапазон измерения и выходной ток линейно пропорциональны:

Минимальный диапазон → 4 мА

Максимальный диапазон → 20 мА

Пример: 0–600 градусов соответствует 4–20 мА. При 200 градусах: I=4+(20−4)×600200​=9.333мА. И наоборот, если измеренный ток составляет 9,333 мА: градус

Рекомендуемые диапазоны измерения

РДД

Cu50, Cu1000~50, 0~100, 0~150, -50~50, -50~100 градусов

Pt100, Pt100~50, 0~100, 0~150, 0~200, 0~300, 0~400, 0~500, 200~400, 200~500, -50~50, -50~150, -50~200, -100~50, -200~50 градусов

Термопары

K (NiCr‑NiSi): 0–300, 0–400, 0–500, 0–600, 0–800, 0–1000, 0–1200, 0–1300 градусов

Н (NiCrSi‑NiSiSi): 400–800, 500–1000, 600–1200 градусов

E (NiCr-Константан): 0–300, 0–600, 0–800, 200–600 градусов

J (Фе-константан): 0–300, 0–600, 0–800 градусов

Т (Cu-Константан): 0~100, 0~200, 0~300, -50~100, -200~50 градусов

S, R (PtRh10‑Pt, PtRh13‑Pt): 0–1000, 0–1300, 0–1600, 600–1600 градусов

B (PtRh30‑PtRh6): 600–1600, 600–1800, 800–1600, 1000–1800 градусов.

W3/25 (WRe3‑WRe25): 0–1300, 0–1600, 0–2200, 800–1600, 800–1800, 1000–1600 градусов

W5/26 (WRe5‑WRe26): 1000–1800, 1000–2000, 1200–2200 градусов

Функции

Интегрированные термопары/термисторы сопротивления — это усовершенствованные продукты, разработанные на основе стандартных термопар/термисторов сопротивления, представляющие собой значительный технический прогресс в измерении температуры. Они подходят для всех применений стандартных термопар/термисторов сопротивления и предлагают следующие дополнительные преимущества:

Преобразуйте нелинейные сигналы термопар/термисторов в линейные стандартизированные электрические сигналы.

Двухпроводная передача: питание и сигнал передаются по одним и тем же двум кабелям.

Модуль передатчика залит эпоксидной смолой, что обеспечивает коррозионную стойкость, виброустойчивость, низкое энергопотребление и высокую надежность.

Точность до 0,1 %, благодаря интегрированной структуре проще обеспечить точность системы.

Встроенная компенсация холодного спая и нелинейная коррекция.

Нет необходимости в компенсационных кабелях или трехжильных кабелях равного сопротивления; можно использовать обычный двухжильный кабель, что обеспечивает простоту установки и снижение затрат.

Функция отображения на месте значительно повышает удобство работы на месте.

Регулируемая дистанционная передача и диапазон отображения, высокое разрешение, высокая надежность данных.

Поддержка цифрового расширения: программируемая, с поддержкой связи.

Руководство по выбору

Шаги по выбору встроенной термопары/RTD с преобразователем или локальным дисплеем:

Выберите термопару или термометр сопротивления в соответствии с измеряемой температурой среды и условиями работы.

Определите высоту клеммной головки или отдельный монтаж с учетом температуры окружающей среды, пыли и агрессивной атмосферы.

Если температура окружающей среды > 60 градусов или сильная пыль/загрязнение: рекомендуется отдельный монтаж.

Если температура окружающей среды 50–60 градусов или температура поверхности высокая: поднимите головку на высоту более или равную 250 мм.

Выберите, использовать ли локальный дисплей, и тип дисплея в соответствии с требованиями эксплуатации. Для наблюдения на большом расстоянии рекомендуется модель с биметаллическим термометром.

Выберите соответствующий модуль передатчика в соответствии с системой измерения и управления. При небольшом объеме использования и отсутствии компьютерной системы мониторинга передатчики с фиксированным диапазоном являются более экономичными.

Определите диапазон преобразователя на основе фактической рабочей температуры.

Правильно выражайте модель в соответствии с методом кодирования модели (см. примеры продуктов).

Температурный прибор Чунцин Дучин

Ваш эксперт по температурным приборам!